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广东地区常用地基处理方法及案例分析
——以某体育中心为例

2016-06-05

工程与建设 2016年6期
关键词:体育中心淤泥土层

周 晖

(广州城建职业学院 建筑工程学院,广东 广州 510925)

广东地区常用地基处理方法及案例分析
——以某体育中心为例

周 晖

(广州城建职业学院 建筑工程学院,广东 广州 510925)

广东地区存在大量的“三高二低”的软弱土地基,需经处理后方可使用。常见的软基处理方法包括机械碾压法、强夯挤淤法、堆载预压法、真空预压法、高压喷射注浆法、水泥土搅拌法、钢筋混凝土桩复合地基法等,具体软基处理方法要依据其工程地质条件及项目要求而定。该文结合珠三角某体育中心工程软基处理方案进行重点解析,项目依据不同分区采用不同的地基处理方法及施工工序,以强夯法为主、水泥土搅拌法为辅,较好达到预期软基处理目的。

软弱土地基;地基处理方法;施工工序

广东地区存在大量的“三高二低”的软弱土地基,即含水量高、压缩性高、灵敏度高、强度低、渗透性低,广州黄埔、深圳机场、番禺、佛山、顺德、中山、斗门等地围垦筑堤的软土是国内的最软土[1]。常见的软基处理方法包括有机械碾压法、重锤夯实法、强夯挤淤法、挤密法、堆载预压法、真空预压法、高压喷射注浆法、水泥土搅拌法、钢筋混凝土桩复合地基法等等[2-7],具体软基处理方法要依据其工程地质条件及项目要求而确定。本文结合珠三角地区某体育中心工程软基处理方案进行重点解析。

1 项目概况及岩土特征

1.1 工程概况

某体育中心项目场地(图1)为珠江三角洲冲积平原,地表为农田、鱼塘和河涌等,场地开阔且地势起伏不大。项目总占地面积为85万余m2,主要为体育场馆、游泳馆、商业中心、展览设施、训练设施、地标酒店、办公楼等建筑物,总建筑面积12万m2,多数建筑物上部荷载较小,只需对上部土层进行地基处理即可满足沉降要求。

项目工程重要性等级为二级,场地为中等复杂场地(二级场地),地基为中等复杂地基(二级地基),根据国家标准并结合本工程的具体情况,本工程岩土工程勘察等级为乙级[8]。

图1 某体育中心总平面图

1.2 岩土特征

主要为素填土,局部为杂填土,颜色以灰褐色、红褐色、灰色为主,素填土主要为人工堆填的粉质黏土、碎块石及少量砂土等,杂填土则含有砖块、混凝土块等建筑垃圾,大部分呈松散、欠压实状,层顶标高为0.06~4.65 m,厚度为0.80~6.60 m,实测标贯击数N=3~7击,实测平均5.5击。

(1) 膜淤泥层:主要由粘粒及腐殖质组成,并含少量粉细砂,呈流塑状,深灰-灰黑色,局部夹薄层淤泥质土,平均厚度7.0 m,实测标贯击数N=1~3击。

(2) 淤泥质砂土层:主要由粉细砂组成,局部夹淤泥薄层,呈深灰色-灰黑色,松散且饱和,平均厚度2.90 m,实测标贯击数N=2~8击。

(3) 粉质黏土层:主要由粘粒和粉粒组成,局部粉细砂较多,夹粉土粉砂薄层,呈褐黄色、灰白色,平均厚度3.92 m,实测标贯击数N=7~17击。

(4) 淤泥质土层:主要由粘粒及有机质组成,局部夹少量贝壳碎片。呈深灰色,流塑状,平均厚度5.90 m,实测标贯击数N=1~3击。

(1) 粉质黏土层:主要由粘粒和粉粒组成,夹粉土粉砂薄层,呈灰白色、灰色等,平均厚度2.90 m,实测标贯击数N=7击。

(2) 粉细砂层:主要为粉砂、细砂,呈灰色、浅灰色等,饱和,呈松散状,局部为稍密,平均厚度2.70 m,标贯击数N=5~14击。

(3) 粉土层:主要由粉粒组成,局部含粉细砂和粘性土较多,夹粉砂薄层,灰白色、灰色等,松散-稍密状,很湿-湿,平均厚度2.73 m,实测标贯击数N=4~9击。

(1) 粉质黏土层:主要由粘粒和粉粒组成,夹粉土粉砂薄层,呈现棕红色、褐黄色等,可塑较湿,平均厚度2.20 m,实测标贯击数N=7~14击。

(2) 粉质黏土层:主要由粘粒和粉粒组成,夹粉土粉砂薄层,呈现棕红色、褐黄色等,硬塑-坚硬,稍湿,平均厚度4.14 m,实测标贯击数N=15~29击。

1.2.5 基岩(K)

包括全风化岩、强风化岩、中风化岩和微风化岩,呈现棕红色、褐黄色等,强度整体较高,在此不一一赘述。

2 项目地基处理方法

2.1 地基变形特征分析

由于淤泥和淤泥质土为欠固结土层,在无附加荷载情况下,该层也会产生缓慢变形,从而引起地面沉降。在工程建设过程中,若在周边堆土、工程建设后期地表整平及填土,将给淤泥质土层中增加额外附加应力,造成地面沉降。因此,在设计和施工前需要考虑软土的主固结沉降和次固结沉降。据地基土的力学性状和建筑物分布情况,体育中心广场和道路区域对地基承载力要求不高,反而对后期沉降要求高,以免出现不均匀沉降导致道路开裂和下沉等不良现象。

2.2 地基处理方案分析

建筑地基基础形式应根据建筑物的特点和场地地质条件来确定。场地主要为鱼塘和局部农田,场地的四周均有新修的市政道路,场地开阔,交通方便。场地范围所有的钻孔均揭露到表层淤泥(平均厚度8.1 m),局部地段在第一层淤泥以下揭露到可塑粉质黏土,其下还可揭露到一层淤泥质土(平均厚度6.2 m)。揭露到两层淤泥的钻孔主要分布于场地的西北侧,场地的中部和西南侧也有零星揭露,图2为淤泥层厚度分区图。

图2 淤泥层厚度分区图

本场地主要考虑沉降对工程的影响,采用合理的地基处理方案,拟采用强夯法为主,局部对承载力要求高处可结合水泥土搅拌法,具体处理方法及施工工序如表1所列。

3 施工技术要求

3.1 分层填土与强夯

根据现状地面与完成面标高的高差情况,项目需要增加的填土厚度约2~6 m,故采用一次性填土,然后强夯的施工方法。若项目增加填土厚度超过8 m,则需要分层填土与强夯。

3.2 回填技术要求

根据现场环境条件,考虑车载堆填方式进行填土。土方挖运机械选挖掘机和自卸车组合,主要碾压机械为振动压路机。振动碾压是常用的机械碾压施工机械之一[9],其他类似还有羊足碾、平碾等,均适用于大面积填土的压实。填土具体要求如下:

(1) 室内试验。当采用土料堆填时,施工前取代表性土样做重型击实试验,确定土的最佳含水量ω和最大干密度ρdmax,并绘制干密度与含水量关系曲线[10-11]。根据土的干密度与含水量关系曲线控制土的含水量ω。在实际工程中,应根据压实机械的能量,通过试压来控制铺土厚度和碾压遍数。

表1 项目不同分区采用的地基处理方法及施工工序

(2) 分层填土,然后逐层振密或压实,分层厚度视振动力的大小而定。每层铺筑的厚度宜通过现场试压来确定,施工时应将下层的密实度经检验合格后,方可进行上层施工。

(3) 采用碎石类土或爆破石渣用作填料时,其最大粒径不得超过20 cm。

(4) 堆填土的压实度≥85%。

(5) 质量检查。填土密实度的检测方法很多,主要可采用填土密实度检测仪法、环刀取样法、钢筋贯入测定法等,本项目主要采用填土密实度检测仪法、环刀取样法相结合的方式进行填土密实度检测,具体试验方法参看《土工试验操作规程》即可。

4 结束语

广东地区存在大量高含水量、高压缩性、高灵敏度、低强度、低渗透性的软弱土地基,常见的软基处理方法包括机械碾压法、重锤夯实法、强夯挤淤法、挤密法、堆载预压法、真空预压法、高压喷射注浆法、水泥土搅拌法、钢筋混凝土桩复合地基法等,具体软基处理方法选择应依据其工程地质条件及项目要求而定。本项目依据不同分区采用不同的地基处理方法及施工工序,以强夯法为主、水泥土搅拌法为辅,较好达到预期软基处理目的。

[1] 陆培炎.陆培炎科技著作及论文选集[M]. 北京: 科学出版社, 2006.

[2] 胡 松,高明军,刘志浩,等.真空预压联合注浆法处理软土地基试验研究[J].水电能源科学,2016,34(2): 133~135+123.

[3] 鲁绪文,娄 炎,何 宁,等.超载预压技术加固高速公路软基的试验研究[J].岩石力学与工程学报,2007,26(S1):3277~3282.

[4] 丁桂伶.京沪高速铁路柔性荷载下CFG桩复合地基沉降及荷载分担特性研究[D].北京:北京交通大学,2010.

[5] 张栋樑.深厚层软土路基桩网复合结构地基沉降机理及计算方法研究[D].上海:同济大学,2007.

[6] 朱爱民.预应力管桩在高速铁路深厚软土地基处理中的应用[J].铁道标准设计,2012(2):58~60.

[7] 李添翼.浆喷桩地基控制高速铁路工后沉降的研究[J].铁道工程学报,2012(11):18~22.

[8] GB 50021-2001,岩土工程勘察规范[S].

[9] 朱金平.建筑工程软基处理施工技术方法探析[J].四川水泥,2014(11):104.

[10] 周 晖.珠江三角洲软土显微结构与渗流固结机理研究[D].广州:华南理工大学,2013.

[11] 吴昌胜,朱志铎.沪苏浙高速公路软基处理评价[J].岩土工程学报,2015,37(S1):105~109.

2016-12-08

广东省高等学校优秀青年教师培养计划项目(Yq201462);广东省高等职业教育品牌专业建设项目(2016qzpp016)

周 晖(1979-),女,浙江金华人,广州城建职业学院副教授.

TU411.92

A

1673-5781(2016)06-0806-03

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